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冷拔丝预应力砼连续多孔板的次弯矩及内力重分布研究

作　者: 利亮
导　师: 许锡宾
学　校: 重庆交通大学
专　业: 港口、海岸及近海工程
关键词: 冷拔丝预应力部分连续多孔板次弯矩内力重分布弯矩调幅非线性分析
分类号: TU378
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文从理论上分析了影响冷拔丝预应力混凝土部分连续多孔板的内力重分布和弯矩调幅的主要因素,即相对受压区高度、张拉控制应力等。并进行了7块冷拔丝预应力砼部分连续多孔板及2块冷拔丝预应力砼简支多孔板的试验研究。基于钢筋混凝土和预应力混凝土构件开裂截面存在开裂效应,论文提出了结构非线性分析的微元折算刚度法,并编制了分析程序。结果表明,模拟计算和测试的结果吻合较好,验证了理论分析计算的可靠性和可行性。利用本文的试验数据,推导出了以外载弯矩设计值Μ_load与张拉引起的次弯矩Μ_sec之和(Μ_load+Μ_sec)为调幅对象、以相对塑性转角θph0为自变量的弯矩调幅系数β的函数表达式。本文通过冷拔丝预应力混凝土连续多孔板的模拟分析计算,重点研究截面相对受压区高度、张拉控制应力引起的次弯矩等对塑性内力重分布和弯矩调幅的影响,结果表明:（1）连续板的相对受压区高度ξ在很大程度上反映了截面的延性,体现了塑性铰的转动能力,板的总弯矩调幅系数随着相对受压区高度ξ的增大而减小。（2）张拉控制应力通过改变初始次弯矩,进而由初始次弯矩影响冷拔丝预应力混凝土部分连续多孔板结构的塑性内力重分布。如果结构不能实现完全的内力重分布,则次弯矩能够延缓截面极限承载力的到来,可以提高结构的极限承载力。结构总的弯矩调幅系数也随着次弯矩的增大而增大。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-25
  1.1 引言  8-10
  1.2 冷拔丝预应力砼连续多孔板的次弯矩问题  10-12
  1.3 在工程中的应用及结构的经济和环境效益评价  12-13
    1.3.1 在工程中的应用  12
    1.3.2 结构应用的经济效益评价  12-13
    1.3.3 冷拔丝预应力砼连续板结构应用的环境效益评价  13
  1.4 国内外的研究现状  13-23
    1.4.1 试验研究  13-16
    1.4.2 理论研究  16-18
    1.4.3 次弯矩  18-19
    1.4.4 内力塑性重分布及弯矩调幅研究  19-23
  1.5 本文主要研究内容、实施方案及预期目标  23-25
    1.5.1 主要研究内容  23-24
    1.5.2 实施方案  24
    1.5.3 预期目标  24-25
第二章弹塑性性能分析  25-32
  2.1 引言  25
  2.2 弯矩重分布的必要条件—截面延性  25-26
  2.3 影响截面延性的主要因素  26-28
    2.3.1 砼极限压应变ε的影响  26-27
    2.3.2 砼相对受压区高度ξ的影响  27
    2.3.3 轴压力的影响  27-28
    2.3.4 其它影响因素  28
  2.4 影响连续多孔板调幅能力的主要因素  28-31
    2.4.1 延性条件—塑性铰的转动能力  29-30
    2.4.2 次弯矩的影响  30
    2.4.3 其它影响因素  30-31
  2.5 本章小结  31-32
第三章冷拔丝预应力砼连续多孔板的试验研究  32-52
  3.1 试验概况  32
  3.2 试件的设计  32-33
  3.3 试件制作与现场测试  33-34
  3.4 预应力损失  34-35
  3.5 试验方法  35-40
    3.5.1 测点及仪表布置  36-39
    3.5.2 试件支座安装及加载  39-40
    3.5.3 试验结果  40
  3.6 冷拔丝的材料性能  40-49
    3.6.1 冷拔丝的材料力学性能试验  40-46
    3.6.2 冷拔丝材料力学性能综合评述  46-47
    3.6.3 预应力时效  47-49
  3.7 冷拔丝的应力—应变曲线  49-52
    3.7.1 Blakeley 和Park 建议的模型  49-51
    3.7.2 冷拔丝的应力—应变曲线  51-52
第四章冷拔丝预应力砼连续多孔板的非线性程序编制  52-95
  4.1 概述  52-55
    4.1.1 两类问题  52
    4.1.2 开裂效应  52-53
    4.1.3 计算机电算模拟  53-55
  4.2 基本假定  55-59
  4.3 结构开裂截面的弯矩—曲率关系  59-71
    4.3.1 以往工作回顾  60-62
    4.3.2 开裂截面的基本假定  62-63
    4.3.3 计算步骤  63-67
    4.3.4 开裂截面Μ—φ关系分析程序框图  67
    4.3.5 电算模拟结果和实测结果的比较  67-71
  4.4 冷拔丝预应力砼部分连续多孔板结构非线性分析的微元折算刚度法  71-86
    4.4.1 钢筋与砼的结合与滑移  71-73
    4.4.2 顶面砼压应变的分布规律  73-76
    4.4.3 微元折算刚度  76-78
    4.4.4 非线性分析方法  78
    4.4.5 具体实现步骤  78-80
    4.4.6 分析程序说明  80-83
    4.4.7 程序主框图  83
    4.4.8 电算结果与实验结果的比较  83-86
  4.5 弯矩调幅系数计算公式的建立  86-90
    4.5.1 极限曲率和名义屈服曲率的计算  86-87
    4.5.2 截面塑性转角的确定  87
    4.5.3 试验数据  87-88
    4.5.4 弯矩调幅系数β计算公式  88-89
    4.5.5 应用  89-90
  4.6 模拟连续板计算及分析  90-95
    4.6.1 模拟目的  90
    4.6.2 模拟板设计  90-93
    4.6.3 模拟板结果分析  93-95
第五章结论及建议  95-98
致谢  98-99
参考文献  99-102
在学期间发表的论著及取得的科研成果  102

冷拔丝预应力砼连续多孔板的次弯矩及内力重分布研究

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